一种降压增注剂及其制备方法与流程

文档序号:34031658发布日期:2023-05-05 11:51阅读:71来源:国知局

本发明涉及油田,具体涉及一种降压增注剂及其制备方法。


背景技术:

1、近年来,随着能源需求量的不断增加,原油储量的不断减少,低渗透油田的开发已经越来越引起人们的关注。开发低渗透油田对我国石油工业今后的持续稳定发展有着十分重要的意义。由于低渗透储层沉积颗粒细,泥质含量高,压实作用强,具有孔喉细小,毛管力作用显著等物性特征,注水开发过程中,注水井往往出现注水压力高,注水困难,甚至停注等问题,地层能量得不到补充,严重影响油田正常生产。

2、对此,国内普遍采取在注入水中加入化学组合物,来改善水驱效果。由于表面活性剂具有界面活性,可显著降低油水界面张力,增大毛管数,并促使原油自岩石上脱附及有效分散,实现对残余油的有效驱动,从而提高采收率,因此是最常用的驱油剂。使油水界面张力降至10-3mn/m,是筛选表面活性剂作为化学驱油剂的重要指标。然而,在实际应用过程中,由于注水开发所用的注入水和地层水矿化度相差较大,目前的驱油剂体系难以在低矿化度注入水和高矿化度地层水条件下同时具有良好的降低油水界面张力的能力。同时由于表面活性剂在地层表面的吸附,在实际应用过程中很难得到理想的水驱效果。当油水界面张力降低到超低时,容易引起乳化,尽管乳化有利于驱油,但是大量乳化容易形成小颗粒物堵塞孔喉从而极易引起注水压力升高,对长期高压欠注井非常不利。

3、对于降压增注表面活性剂组合物也有诸多专利文献报道,比如:中国发明专利申请文件cn105154051a公开了一种降压增注表面活性剂复配组合物及其制备方法和应用,该降压增注表面活性剂复配组合物的原料组分包括两性表面活性剂0.05-0.2份,粘土稳定剂0.05-0.15份,防垢剂0.005-0.012份,水100份。可用于渗透率小于5md的特低、超低渗透油藏的长期高压欠注的注水井降压增注,能够有效地降低注水井注水压力,通过改变润湿性、降低油水界面张力到10-1-10-2mn/m,既有利于残余油的启动,又可以避免复配组合物对原油造成乳化而引起注水压力升高,提高欠注井注水能力,同时该复配组合物还能防止粘土膨胀、抑制碳酸钙等碳酸盐沉淀对地层的伤害。中国发明专利申请文件cn104371689a公开了一种超低界面张力表面活性剂复配体系及其制备方法,以质量百分比计,包括10%-33%的主剂,7%-23%的增效剂,1%-4%的稳定剂,余量为水;其中,所述主剂为两性表面活性剂,增效剂为非离子表面活性剂,稳定剂为阴离子型表面活性剂。该超低界面张力表面活性剂复配体系在较低的用量下,即可使油水界面张力在很短时间内达到10-4mn/m或更低的数量级,适用于低渗透或超低渗透储层三次采油以提高原油采收率,还可用于水井降压增注和稠油降粘,体系不含碱,在使用中不会对地层造成伤害。

4、但是上述降压增注表面活性剂复配组合物主要由两性表面活性剂起到降压增注作用,对高矿化度的地层水适应性较差。

5、因此,针对现有的降压增注剂对不同矿化度水质适应性差的问题,需要研发一种在低矿化度注入水和高矿化度地层水条件下均具有良好降低油水界面张力能力,同时乳化能力适中,避免对原油造成大量乳化引起注水压力升高的降压增注剂体系。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种降压增注剂及其制备方法,能够解决低渗油藏的注入性问题,制备工艺简单、用量少、稳定性好、时效性强、吸附量少,同时具有良好的提高采收率效果和稠油降粘功能,对低渗油藏开发及提高采收率技术均有重要的经济价值。

2、本发明的技术方案是这样实现的:

3、本发明提供一种降压增注剂,包括疏水纳米颗粒、复合表面活性剂、助剂和水;

4、所述疏水纳米颗粒为表面负载了含氟基团和长链烷基链的二氧化硅纳米中空球;

5、所述助剂选自聚乙二醇、甲醇、乙醇、丙三醇中的至少一种。

6、作为本发明的进一步改进,由以下原料按重量份制备而成:疏水纳米颗粒2-3份、复合表面活性剂10-15份、助剂0.5-5份和水40-50份。

7、作为本发明的进一步改进,所述复合表面活性剂包括阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。

8、作为本发明的进一步改进,所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十四烷基硫化钠、十四烷基磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠中的至少一种;阳离子表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种。

9、作为本发明的进一步改进,所述复合表面活性剂为十八烷基硫酸钠和十六烷基三甲基溴化铵,质量比为2:5-10。

10、作为本发明的进一步改进,所述疏水纳米颗粒的制备方法如下:

11、s1.将氨基硅烷、含氟硅烷、长链烷基硅烷加入有机溶剂中,得到油相;

12、s2.将含有表面活性剂的水溶液加入步骤s1中的油相中,乳化,搅拌反应,离心,洗涤,干燥,制得疏水纳米颗粒。

13、作为本发明的进一步改进,所述氨基硅烷选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种;所述含氟硅烷选自1h,1h,2h,2h-全氟癸基三乙氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷或1h,1h,2h,2h-全氟辛基三甲氧基硅烷中的至少一种;所述长链烷基硅烷选自十六烷基二甲基氯硅烷、十八烷基硅烷、十二烷基硅烷中的至少一种;所述表面活性剂选自吐温-20、吐温-40、吐温-60、吐温-80中的至少一种;所述有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、环己烷、甲苯中的至少一种。

14、作为本发明的进一步改进,步骤s1中所述氨基硅烷、含氟硅烷、长链烷基硅烷的质量比为10-15:3-5:4-7。

15、作为本发明的进一步改进,步骤s2中所述含有表面活性剂的水溶液的浓度为3-5wt%,所述含有表面活性剂的水溶液和油相的质量比为2-4:5-7,所述搅拌反应的时间为3-5h。

16、本发明进一步保护一种上述降压增注剂的制备方法,包括以下步骤:将复合表面活性剂和助剂溶于水中,加热至40-45℃,加入疏水纳米颗粒,1000-1200w超声分散10-15min,制得降压增注剂。

17、本发明具有如下有益效果:本发明疏水纳米颗粒的制备过程中,在纳米中空球的制备过程中,氨基硅烷、含氟硅烷和长链烷基硅烷溶于有机溶剂中,加入水中,最初并不能溶于水中,而是在乳化过程中分散成油包水小液滴,氨基朝向内部,含氟基团和长链烷基链朝向外部。随着反应进行,氨基会发生质子化,变成两亲性分子,可以进一步稳定硅烷液滴。同时氨基质子化可提供碱性环境,催化硅烷发生溶胶凝胶过程。随着内部硅烷的消耗,会得到中空结构,从而制得了表面负载了含氟基团和长链烷基链的二氧化硅纳米中空球。

18、疏水纳米颗粒由于其强大的憎水亲油能力和吸附能力,在注水井中使用时可在岩石孔隙或喉道表面上形成一层或多层纳米膜结构,进而降低油水界面张力、改变岩石表面润湿性、阻挡岩石与水的接触,从而避免粘土等的水化膨胀与扩散、减弱水在地层中的流动阻力,最终有效解决低渗致密油气藏的高压欠注问题、保证油气藏的二次开发。

19、本发明制得的降压增注剂,能够解决低渗油藏的注入性问题,制备工艺简单、用量少、稳定性好、时效性强、吸附量少,同时具有良好的提高采收率效果和稠油降粘功能,对低渗油藏开发及提高采收率技术均有重要的经济价值。

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